JPS62298619A - 内燃機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 この発明は一つの気筒に複数の吸気通路を設置し、その
一方を機関運転条件に応じて開閉するようにした内燃機
関の吸気側′４１１１　Ｗ置に関する。

〔従来の技術〕

一つの気筒に複数の吸気通路を設置し、その一方の吸気
通路の開閉のための吸気制御弁を有し、この吸気制御■
弁を回転数等のエンジン運転条件に応じて開閉するもの
が知られている。即ち、低回転時には吸気制御弁は閉鎖
され、そのため吸入空気は第１の吸気ボートのみより導
入され、スワールにより燃焼効率を高めることができる
。また、高回転時には吸気制御弁が開放するため第２の
吸気ボートからも空気が導入される。そして、吸気制御
弁が閉鎖するエンジン低回転域において、低温時に燃料
が吸気管壁に付着し易（、これにより運転性の悪化があ
る。これを防止するため、低温時にエンジン回転故に関
わらず吸気制？１１１弁を開放保持する゛ようにしてい
る。特開昭６０−２１２６３７号参照。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来技術では低温時は一律に吸気制御弁を開放している
。この場合、吸入空気量が少ない運転域において燃料消
費率の悪化がある。またバルブオーバラップ時の吹き返
しの影響によってアイドル運転の安定性が悪化する問題
点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

第１図を参照すると、この発明の内燃機関の吸気制御装
置は、一つの気筒に配置された複数の吸気通路！ａ、ｌ
ｂ、一方の吸気通路１ｂに設置され、該吸気通路を選択
的に開閉するための吸気制御弁２、駆動信号に応じて吸
気制御弁２を開状態又は閉状態に選択的に駆動する手段
３、種々の運転条件に応じてＶ＆機時における吸気制御
弁の駆動信号を発生する第１の信号発生手段４、機関に
導入される吸入空気量を検出する手段５λ吸入空気量検
出手段５に接続され、吸入空気量が少のときは吸気制御
弁２を閉とし大のときは開とする駆動信号を発生する第
２の信号発生手段６、エンジンの温度条件に応動し、暖
機時は第１の信号発生手段４を、冷間時は第２の信号発
生手段６を吸気制御弁駆動手段に接続する切替手段７よ
り構成される。

〔実施例〕

第２図において、１０はシリンダブロック、１１はシリ
ンダボア、１２はクランク軸、１４は点火栓である。こ
の内燃機関は所謂４バルブ内燃機関で、二つの吸気弁１
６ａ、１６ｂと、二つの排気弁１８ａ、１８ｂとを備え
る。点火栓１４は燃焼室の丁度中央部分を占めるように
配置されている。

吸気管２０は、仕切壁２２によって内部が二つの通路部
分２４ａ、２４ｂに分けられる。第１の部分２４ａは第
１の吸気ボート２６ａに連通される。この第１の吸気ボ
ート２６ａは、例えばヘリカル型として構成され、強い
吸気スワールの形成が可能となっている。第２の部分２
４ｂは第２の吸気ボート２６ｂに連通される。第２の吸
気ボート２６ｂは所謂ストレート型として構成すること
ができる。第２の部分２４ｂに吸気制御弁２８が配置さ
れる。吸気制御弁２８は第２の部分２４ｂの開閉のため
のものである。吸気制御弁２８の下流において仕切壁２
２は開口部２２−１を有し、第１の部分２４ａと第２の
部分２４ｂとは相互に連通される。

各気筒の吸気管２０はサージタンク３０によって相互に
接続される。サージタンク３ｏの上流にスロットル弁３
２が配置され、その上流に吸入空気量検出手段としての
エアークリーナ−４３４が配置され、エアークリーナ３
６に接続される。

負圧アクチュエータ３８は吸気制御弁２８の駆動のため
のものであり、ダイヤフラム４０を備え、ダイヤフラム
４０はロッド４２を介して、吸気制御弁２８の弁軸の一
端のレバー４４に連結される。

圧縮ばね４４はダイヤフラム４０を図め左方に付勢し、
吸気制御弁２８は通常は第２の部分２４ｂを閉鎖する状
態を取る。電磁切替弁４６はダイヤフラム４０に大気又
は負圧を選択的に作用させるものである。非通電時は切
替弁６０は通路６２゜６４を介して大気−圧をダイヤフ
ラム４４に作用させるため吸気制御弁２８は閉鎖位置を
とる。通電時は切替弁６０は通路６４．６６を介してダ
イヤフラム４０を負圧タンク７０に接続する。そのため
、ダイヤフラム４０はばね４４に抗して図の右方に動き
、吸気制御弁２８は第２の部分２４ｂを全開する。尚、
負圧タンク７０はチェック弁７２を介してサージタンク
３０に接続され、サージタンク３０内に発生した吸気管
負圧がタンク７０内に蓄圧される。

燃料インジェクタ７４は吸気管２０の外壁に第１の部分
２４ａと第２の部分２４ｂとを跨ぐように取付される。

燃料インジェクタ７４は、二つの噴口アロａ、７６ｂを
具備しており、夫々、ｒａ。

ｆ、に示ずような二つの方向の噴霧を形成することがで
きる。夫々の噴霧（、、ｆ、は、一対応する吸気弁１６
ａ、１６ｂの中心線を目脂して噴射されるようになって
いる。このように噴霧を二つに分割することにより燃料
が隔壁２２に当たることがなく、燃料付着が防止される
。

制御回路７８はこの発明に従って吸気制御弁２８の駆動
を行うものであり、マイクロコンピュータシステムとし
て構成される。制御回路７８はマイクロプロセシングユ
ニット（ＭＰＵ）　８０、メモリ８２、入力ボート８４
、出力ポート８６、及びこれらの基本要素を接続するバ
ス８８より成る。

入力ボート８４には種々のセンサが接続され、エンジン
運転条件信号が入力される。エアーフローメータ３４か
らは吸入空気量Ｑに応じた信号が入力される。クランク
角センサ９０はクランク軸１２の回転に応じたパルス信
号を発生し、エンジン回転数ＮＥを知ることができる。

水温センサ９２はシリンダブロック１０に設置され、ウ
ォータジャケット１０−１内の冷却水温Ｔｌｌ−に応じ
た信号が得られる。

ＭＰＵ８０はメモリ８２に格納されるプログラムに従っ
て演算を実ｊ〒し、出力ポート８６より電磁切替弁６０
に駆動信号を出力し、吸気制御弁２８の駆動を行う。尚
、制御回路７８は燃料インジェクタ７４の駆動を行うが
、この作動自体はこの発明の特徴ではないので、その説
明は省略する。

第３図は、制御回路７８による、吸気制御弁２８の作動
を説明するフローチャートである。ステップ１００では
フラグＦＴＩＩＷ＝　１か否か判別される。このＦＴＩ
ＩＷは第４図に示すように冷却水温が所定値、例えば２
０’Ｃまで増加すると１から０に切り替わり、冷却水温
が１５°Ｃまで減少するとＯから１に切り替わる。これ
はヒステリシス特性を持たせるためである。ステップ１
０２では水温≧所定値２０°Ｃか否か判別され、ステッ
プ１０４では水温≧所定値１５６Ｃか否か判別される。

冷間時から暖機運転への切り替わり時点ではフラグＦＴ
ＩＩＷ−１であるためステップ１００よりステップ１０
２に流れ、このステップ１０２でＹｅｓと判定されステ
ップ１０４に進む。そして、このようにして暖機運転に
入った後はフラグＦＴＩＩＷ−０であるため、ステップ
１００よりステップ１０４を経由してステップ１０４に
進む。何れにしてもエンジンの暖機された状態ではステ
ップ１０４でフラグＦＴｌｌＷ＝Ｏとされる。ステップ
１０６ではフラグＦＮＥ　＝　１か否か判別される。こ
のフラグＦＮＥは第５図に示すようにエンジン回転数Ｎ
Ｅが所定値、例えば４３５０ｒｐｒｒｌを超えて増加す
ると１とされ、所定値３９５０ｒｐｍまで下がるとＯと
される。これもヒステリシスを持たされている。ステッ
プ１０８ではエンジン回転数ＮＥ≧４３５０ｒｐｍか否
か判別され、エンジン回転数Ｎ　Ｅ　＜　４３５０ｒｐ
ｍのとき、即ち低回転速度運転域ではステップ１１０に
進み、ＦＮＥ　−〇とされ、ステップ１１２では出力ポ
ート８６より電磁切替弁６０を消磁する信号が出力され
る。

そのため、アクチュエータ３８のダイヤフラム４０に大
気圧が作用し、吸気制御弁２８は閉！（“（される。そ
のため、吸入空気は第１の部分２４ａを介して第１の吸
気ボート２６ａより燃焼室に導入される。そのため強い
吸気スワールがシリンダボア１１に形成される。

エンジン低回転域から高回転域に入ると、ステップ１０
８でＹｅｓと判定され、ステップ１１４に進み、ＦＮＥ
　＝　１とされ、ステップ１１６に進み、出力ポート８
６より電磁切替弁６０を励磁する信号が出力される。そ
のため、ダイヤフラム４０に負圧が作用し、吸気制御弁
２８は開放される。そのため、吸入空気は第１の吸気ポ
ー１−２６３だけでな（第２の吸気ボート２６ａからも
供給され、高負荷時の出力を高めることができる。

エンジン回転数ＮＥが３９５０ｒｐｍ以下に下がると、
即ち高回転域から低回転域への切り替わるときはステッ
プ１０６よりステップ１１０，１１２に進み、吸気制御
弁２８は再び閉鎖されることになる。

エンジン低温のときは、ＦＴＩＩＷ＝１であるため、ス
テップ１００よりステップ１０４を経てステップ１２０
に進み、Ｉ’ｌ’１ｌＷ＝　１とセットされる。次のス
テップ１２２では吸入空気量Ｑ≧所定値（例えば８０　
ｍ３／ｈｒ）か否か判別される。吸入空気量が少ないと
きはステップ１１２に進み、吸気制御弁２８が閉鎖され
る。吸入空気量が多いときはステツブ１１６に進み、吸
気制御弁２８は開放される。

吸入空気量が少ないときも、従来は吸気制御弁２８は開
放されていたが、この場合、特に、部分負荷域において
燃料消費率の悪化があり、また吹き返しの影響によりア
イドル運転の安定性が不良となる問題があった。第６閣
は、吸気制御弁２８が開放か、閉鎖かで燃料消費率特性
を示し、第７図は吸気制御０弁２８が開放か閉鎖かでア
イドル安定性を示す。部分負荷域に吸気制御弁を閉鎖す
ることにより燃料消費率及びアイドル安定性を改善する
ことができる。

また高負荷域には吸気側？’［Ｄ弁２８を開放保持する
ことにより吸気管への燃料付着が防止され、過渡応答性
を改善することができる。

また実施例のように、二つの噴口アロａ、７６ｂを持つ
インジェクタを採用することにより、低温時における隔
壁への燃料付着をより効果的に防止することができる。

即ち、吸入空気量の少ないときは、吸気制御弁２８が閉
鎖しているが、第１の部分２４ａを通過する吸入空気量
が少ないため、矢印ｒ、、ｒ、で示す噴霧が形成され、
隔壁２２への燃料付着がない。もし吸入空気量が多いと
きも吸気制御弁２８を閉鎖するとすると、第１部分２４
ａのみを吸入空気が流れるため、燃料インジェクタ７４
の第１の噴口アロａからの噴霧が破線ｆ、′のように内
側へ“偏向”され、中央に設置される点火栓１４の電極
部を直↑？することになる。

そのため、点火栓電極に“くすぶり”が発生ずる問題点
が発生ずる。しかし、この発明のように吸入空気量が多
いときに吸気制御弁を開放することにより、吸入空気は
双方の部分２４ａ、２４ｂを均等に流れるため、噴霧は
偏向することがなくなり、この意味でも燃料付着を効果
的に防止することができる。

〔発明の効果〕

機関低温時に吸入空気量の少ないときは吸気制御弁を閉
鎖し、吸入空気量の多いときは吸気制御弁を開放するこ
とにより燃料消費率、アイドル安定性と、吸気管への燃
料付着の防止との双方の要求を調和させることができる
。

また、実施例の効果として、２方向噴射を行うインジェ
クタと組合せることにより、吸入空気量の多い運転時の
燃料付着を有効に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の構成を示す図。 第２図はこの発明の実施例の全体構成図。 第３図は吸気制御弁の作動ルーチンを示すフローチャー
ト図。 第４図、第５図は第３図における各フラグの設定を説明
する図。 第６図、第７図は燃料消費率、アイドル安定性を説明す
る図。 ２０・・・吸気管 ２２・・・隔壁 ２４ａ、２４ｂ・・・吸気管部分 ２６ａ、２６ｂ−−−吸気ボート ２８・・・吸気制御弁 ３２・・・吸気絞り弁 ３４・・・エアーフローメーク ３８・・・吸気制御コ■弁アクチュエータ６０・・・電
磁切替弁 ７４・・・インジェクタ ７８・・・制御回路 ９０・・・クランク角センサ ９２・・・水温センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 以下の構成要素より成る内燃機関の吸気制御装置、 一つの気筒に配置された複数の吸気通路、 一方の吸気通路に設置され、該吸気通路を選択的に開閉
   するための吸気制御弁、 駆動信号に応じて吸気制御弁を開状態又は閉状態に選択
   的に駆動する手段、 種々の運転条件に応じて暖機時における吸気制御弁の駆
   動信号を発生する第１の信号発生手段、機関に導入され
   る吸入空気量を検出する手段、吸入空気量検出手段に接
   続され、吸入空気量が少のときは吸気制御弁を閉とし大
   のときは開とする駆動信号を発生する第２の信号発生手
   段、エンジンの温度条件に応動し、暖機時は第１の信号
   発生手段を、冷間時は第２の信号発生手段を吸気制御弁
   駆動手段に接続する切替手段。